金属切削是制造行业不可或缺的加工工艺。近年来,随着计算机软件的飞速发展,有限元分析方法在金属切削机理研究领域的应用越来越广,为切削加工工艺的进步做出了巨大贡献。为了满足切削加工工艺日益改良的需求,需要面向金属晶体结构拓扑学,从晶体层面对金属切削过程进行深入研究。本文针对晶体层面金属切削过程的有限元分析,建立了基于维诺晶体的金属切削仿真参数化建模方法,分析了工件材料晶体拓扑结构对切削加工变形过程的影响规律。主要开展了如下工作:（1）基于维诺图和三角剖分理论,利用Python语言开发了一种多边形生成算法。从多边形的唯一性和局部优化需求出发,采用逐点插入三角剖分法将离散点转换为狄洛尼三角网,进而结合狄洛尼三角网的对偶性生成维诺多边形,为维诺晶体模型的建立与质量控制奠定基础。（2）在开发了维诺多边形生成算法的基础上,研究了维诺晶体建模过程的质量控制和建模参数优化方法。结合材料晶体结构拓扑学规律,开发了维诺晶体模型的质量控制算法,包括晶粒拓扑分布、尺寸分布以及饱满度;以EMD距离为晶体模型相似度评价指标,结合Box-Behnken响应面分析对晶体建模参数进行优化,使建立的维诺晶体模型更加符合实际晶粒金相图。（3）整合了维诺晶体建模以及晶粒质量控制算法,并基于参数化建模技术和Abaqus二次开发技术,建立了金属晶体切削仿真参数化平台。阐述了基于RSG对话框构造器和内核脚本的Abaqus图形化用户界面（GUI）二次开发流程,实现了金属晶体切削仿真几何建模和关键前后处理过程的参数化和自动化。（4）通过钛合金Ti-6Al-4V的切削加工实验,分析了切削过程中切削力随切削参数的变化规律,结合仿真结果验证了建立的金属晶体切削仿真模型,进而分析不同晶体建模参数下钛合金Ti-6Al-4V的切削仿真结果,结果表明:导致切削力增大的因素主要是进给量,而切削速度的提高会一定程度地减小切削力;晶粒平均尺寸对切削力的影响较大,晶粒尺寸标准差对切削温度的影响较大;晶粒平均尺寸与加工硬化能力成正比,材料的晶粒尺寸标准差与热软化能力成正比,两者相互作用导致锯齿状切屑的形成。